HDFS中機架感知策略的示例分析

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通常來說大型的Hadoop集群是以機架的形式來組織的他們分布在不同的機架上面，同一個機架節(jié)點往往通過同一個網(wǎng)絡(luò)交換機連接，在網(wǎng)絡(luò)寬帶方面比跨機架通信有較大優(yōu)勢。但是如果某一個文件數(shù)據(jù)庫同時存儲在同一個機架上面時，可能由于各種故障原因，導致文件不可用。HDFS采用機架感知策略來改進數(shù)據(jù)的可靠性、可用性和網(wǎng)絡(luò)寬度的利用率。

通過機架感知的過程，NameNode可以確定每一個 DataNode所屬的機架id。一個簡單但沒有優(yōu)化的策略就是將副本存放在不同的機架上，這樣可以防止當整個機架失效時數(shù)據(jù)的丟失，并且允許讀數(shù)據(jù)的時候充分利用多個機架的帶寬。這種策略設(shè)置可以將副本均勻分布在集群中，有利于當組件失效的情況下的均勻負載。

也就是說，HDFS系統(tǒng)的機架感知策略的優(yōu)勢是防止由于某個機架失效導致數(shù)據(jù)丟失，并且允許讀取數(shù)據(jù)時充分利用多個機架的帶寬。HDFS會盡量讓讀取任務去讀取距離客戶端最近的副本數(shù)據(jù)來減少整體帶寬消耗，從而實現(xiàn)降低整體的帶寬延時。

對于副本距離的計算公式，HDFS采用如下約定：

• Distance(Rack 1/D1 Rack1/D1)=0 //同一臺服務器的距離為0

• Distance(Rack 1/D1 Rack1/D3)=2 //通機架不同服務器的距離為2

• Distance(Rack 1/D1 Rack2/D1)=4 //不同機架服務器距離為4

通常而言，一個Rack共享一個電源，一條網(wǎng)線，一個交換機，HDFS備份通常在同一個Rack上存儲一份，在另外一個Rack上存儲兩份（另外：HDFS以block為單位，備份也要以block為單位）

通過機架感知，處于工作狀態(tài)的HDFS總是設(shè)法確保數(shù)據(jù)塊的三個副本(或者更多)中至少有兩個在同一機架，至少有一個處在不同機架

而HDFS為每一個block存三份的話，那么client如何來寫入呢？

當client 寫文件創(chuàng)建新block之后，Name node會為這個block 創(chuàng)建一整個HDFS cluster 里獨有的ID，并且決定哪些Data node來存儲這個block的所有備份。被選擇到的Data node會組成一個隊列，client 向隊列的第一個Data node 寫入，第一個Data node除了把數(shù)據(jù)存在自己的硬盤上以外，還要把數(shù)據(jù)傳給隊列里的下一個Data node，直到最后一個Data node接到數(shù)據(jù)完畢

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